直写笔及组件的制作方法

本发明属于直写打印技术领域，尤其涉及一种直写笔及组件。

背景技术：

随着人们对新材料的不断探索与研究，液态金属(低熔点金属)的应用越来越广泛，液态金属由于其流动性和电学性质可构造多种功能仪器和设备零部件。液态金属具有成型快捷、操作简单的特点，可通过液态金属直写笔直接直写打印成印制电路，

液态金属打印机目前主要采用直写的方式出墨，但由于液态金属的表面张力较大，容易造成直写笔的油墨阻塞的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的一个目的是提出一种直写笔组件,以解决现有技术中高表面张力油墨由于其表面张力较大的容易造成的阻塞问题。

在一些说明性实施例中，所述直写笔组件，所述直写笔组件为直写笔笔管、直写笔连接器或直写笔笔尖，所述直写笔组件的内壁形成的墨道中存在至少一个变径部；至少一个所述变径部的中心设有用以破坏墨水表面张力的导流结构。

在一些可选地实施例中，所述导流结构包括：位于所述变径部的中心的针状导流部；以及，连接所述导流部、与所述墨道的内壁配合卡持固定的卡持部。

在一些可选地实施例中，所述导流结构中的导流部与卡持部为一体结构。

本发明的另一个目的在于提出一种直写笔，包括：通过直写笔连接器装配在一起的直写笔笔管和直写笔笔尖，其特征在于，所述直写笔笔管、直写笔连接器和直写笔笔尖的内壁共同构成的墨道中存在至少一个变径部；至少一个所述变径部的中心设置有破坏液态金属表面张力的导流结构。

在一些可选地实施例中，所述导流结构包括：位于所述变径部的中心的针状导流部；以及，连接所述导流部、与所述墨道的内壁配合卡持固定的卡持部。

在一些可选地实施例中，所述导流结构的导流部与卡持部为一体结构。

在一些可选地实施例中，所述导流部贯穿所述变径部；其中，所述导流部的底端位于所述直写笔笔尖内、且与所述直写笔笔尖上的笔珠存在一定距离。

在一些可选地实施例中，所述导流部的顶端位于所述直写笔笔管内。

在一些可选地实施例中，所述变径部存在于以下一个或多个位置上；所述直写笔笔管内部、所述直写笔笔管与所述直写笔连接器的结合处、所述直写笔连接器的内部、所述直写笔连接器与所述直写笔笔尖的结合处和所述直写笔笔尖的内部。

在一些可选地实施例中，所述导流部包括由螺旋状的卡持部连接的上导流部和下导流部；所述卡持部卡持在所述直写笔连接器的内壁上，所述上导流部自所述直写笔笔管延伸至所述直写笔连接器，所述下导流部自所述直写笔连接器延伸至所述直写笔笔尖。

与现有技术相比，本发明具有如下优势：

本发明通过利用在墨道中的变径位置上设置用以破坏墨水表面张力的导流结构，通过破坏墨水原本的整理表面结构，避免了墨水在窄口处易形成的阻塞，保证墨水的输送顺畅。

附图说明

图1是本发明实施例中直写笔的结构示意图；

图2是本发明实施例中导流结构的一种示例；

图3是本发明实施例中导流结构中卡持部的一种示例；

图4是本发明实施例中直写笔的结构示意图；

图5是本发明实施例中直写笔笔尖的结构示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

如图1，本发明公开了一种直写笔组件，该直写笔组件可以为直写笔笔管100、直写笔连接器200、直写笔笔尖300中的任意一个；其中，所述直写笔组件的内壁形成的墨道中存在至少一个变径部400；至少存在一个所述变径部400的中心设有用以破坏墨水表面张力的导流结构500。

该实施例中的变径部(即变径结构)，主要是指直写笔组件中直接缩口结构、逐步缩口接口(如锥形导流面)，墨水在流经该这种窄口位置时，如果墨水的表面张力较大，位于流动方向最前端的墨水容易形成一种整体状，类似于具有一定强度的薄膜，薄膜由于初始时其表面积大于变径部的窄口，在流经窄口位置时，在一些情况下会直接堵住该窄口，在一些利用重力作用自然出墨的直写笔中，需要晃动直写笔从而打破墨水的表面张力(即上述具有一定强度的薄膜)，使墨水继续顺利向下输送，过程中会造成墨水的出墨量断墨情况的发生。在另一些利用气压或液压的方式辅助驱动墨水流动的直写笔中，虽然可以通过不断施加压力的方式最终打破墨水的表面张力，但同样会造成墨水的出墨量断墨，以及出墨量激增的问题。

本发明实施例中的所述导流结构设置于上述变径部的位置处，用于在形成阻塞之前就可以破坏墨水的表面张力，使其分散顺利向下输送，导流结构可以采用多种结构，例如刺状、倒刺状、针状，设置于墨道的相应位置上。

本发明通过利用在墨道中的变径位置上设置用以破坏墨水表面张力的导流结构，通过破坏墨水原本的整理表面结构，避免了墨水在窄口处易形成的阻塞，保证墨水的输送顺畅。

在一些优选地实施例中，所述导流结构500可包括：位于所述变径部400的中心的针状导流部501；以及，连接所述导流部501、与所述墨道的内壁配合卡持固定的卡持部502。

其中，卡持部502可与墨道的内壁之间通过过盈配合的方式卡持在墨道上，也可以通过在墨道内壁上开设卡槽、孔等方式，或者是与墨道中组件结合部位所形成的卡台实现配合固定。

卡持部502的结构可参照图2中示出的一种导流结构的示意图，其中卡持部502为定型弹簧，与墨道的内壁卡持固定。在一些实施例中，卡持部502亦可采用与墨道配合固定的圆环，相比定型弹簧而言，可以降低卡持部502在墨道中所占据的体积。在另一些实施例中，卡持部502亦可采用设置在导流部501上与导流部501呈一定角度连接(或一体)的至少3个卡柱，卡柱需尽量覆盖导流部501外围，从而避免卡持部502与墨道内壁之间可能产生的松动。

如图3和图4，在一些实施例中，导流结构500中的卡持部502为竖直方向带有缕空的筒形结构，其中心具有导流部501的固定座5021，固定座5021通过其镂空结构连接筒壁5022，筒壁5022固定在墨道中，与墨道的内壁形成轻微的过盈配合，卡持在直写笔笔管100与直写笔连接器200的结合位置处形成的卡台上。

优选地，针状导流部501的顶端位于发生变径的位置之上，有利于在形成阻塞之前就可以破坏墨水的表面张力，其底端位于停止变径的位置之下，有利于墨水的顺利导流。

在一些实施例中，所述导流结构中的导流部与卡持部可为一体结构。例如与卡持弹簧一体结构的导流针。

本发明还公开了一种直写笔连接器200，所述直写笔连接器200用于适配直写笔笔管100与直写笔笔尖300，其上部201一般通过过盈配合的方式连接直写笔笔管100的前端(底端)，其上部202一般通过过盈配合的方式连接直写笔笔尖300的末端(上端)；在一些情况下，直写笔连接器200的上部201和下部202的内径不一，存在变径部，因此可以在此设置上述导流结构500，保证墨水流经直写笔连接器时的顺畅。

现在参照图4，图4示出了一种直写笔笔尖300，在直写笔笔尖300的前端一般同样会存在变径结构，以满足流体向笔珠导向的作用，因此可以在此设置上述导流结构500，保证墨水流经直写笔连接器时的顺畅。具体的，导流结构的导流部为针状导流部501，卡持部502为定型弹簧，其上端端部装配在直写笔笔尖的末端(上端)上预留的插孔内，其下端向水平中心延伸，并自中心处垂直向下延伸，形成针状导流部；其中，导流部(即导流结构的下端)被设置与笔珠之间存在一定的间距，避免接触磨损笔珠的情况发生。该实施例中导流结构500与直写笔笔尖300为一体结构，可通过更换直写笔笔尖300实现对导流结构500的更换。

本发明的另一个目的在于提出一种直写笔，该直写笔可由上述一个或多个直写笔组件构成，如直写笔笔管采用上述中直写笔的结构，而直写笔连接器和直写笔笔尖则可采用现有技术中与其配套的相应结构。又或者是直写笔笔管和直写笔连接器采用现有结构，而直写笔笔尖具有上述实施例中的导流结构。基于上述实施例，可以组合搭配出多种结构的直写笔，在此不再赘述。

现在参照图1，本发明的另一个目的在于提出一种直写笔，所述直写笔，包括：通过直写笔连接器200装配在一起的直写笔笔管100和直写笔笔尖300，所述直写笔笔管100、直写笔连接器200和直写笔笔尖300的内壁共同构成的墨道中存在至少一个变径部400；至少存在一个所述变径部400的中心设置有破坏墨水表面张力的导流结构500。

优选地，所述导流结构500包括：位于所述变径部的中心的针状导流部501；以及，连接所述导流部501、与所述墨道的内壁配合卡持固定的卡持部502。优选地，所述导流结构500的导流部501与卡持部502为一体结构。

其中，所述变径部400可存在于以下一个或多个位置上；所述直写笔笔管内部、所述直写笔笔管与所述直写笔连接器的结合处、所述直写笔连接器的内部、所述直写笔连接器与所述直写笔笔尖的结合处和所述直写笔笔尖的内部。

在一些实施例中，上述不同位置上的变径部400均可设置导流结构500，其中，在一些距离相近的位置处可通过一个导流结构满足其相邻变径部的导流作用。

在一些优选地实施例中，所述导流部501贯穿所述变径部400；其中，所述导流部501的底端位于所述直写笔笔尖300内、且与所述直写笔笔尖300上的笔珠存在一定距离。在该实施例的基础上，所述导流部501的顶端还可位于所述直写笔笔管100内。

在一具体实施例中，所述导流部501包括由螺旋状的卡持部502连接的上导流部5011和下导流部5012；所述卡持部502卡持在所述直写笔连接器200的内壁上，所述上导流部5011自所述直写笔笔管100延伸至所述直写笔连接器200，所述下导流部5012自所述直写笔连接器200延伸至所述直写笔笔尖300。其中，上导流部5011和下导流部5012与卡持部502的连接方式可参考图3中的结构。

该实施例中，导流结构500与直写笔连接器200装配完成后为一体结构，与直写笔笔尖300为分离结构，在该实施例中的基础上，对于直写笔笔尖300的更换不会对导流结构500造成影响。

本发明实施例中的导流结构500中的导流部501的直径与直写笔笔尖300的最大内径之比不超过1:5，导流部501的直径与直写笔笔尖300的最小内径之比部超过1：2，从而避免导流部501的自身直径对出墨造成影响。

本发明实施例中的直写笔组件和直写笔可适用于现有技术中的各种墨水(如传统油墨、高分子导电流体、导电金属流体等)，尤其是具有高表面张力的墨水，例如液态金属；其中，液态金属是指熔点在300℃以下的低熔点金属。优选地，液态金属可选用熔点在室温环境以下的低熔点金属，液态金属在室温下即可呈现良好的液体状态。

本发明实施例中的针状导流部501的材质可选用钢材，表面光滑均一，优选地，导流部501的表面进行了改性处理，通过涂覆与液态金属不粘附的涂料，避免其表面上的液态金属粘附问题。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。